月球探测器正在不断进化，以在严酷的月夜中生存下来

白天温度高达 260 华氏度，随后数周夜晚温度会降至零下 280 华氏度，日本的 SLIM 等月球探测器只能承受如此大的环境惩罚。但如果人类打算在月球上建立永久居所，宇航员将需要更具适应性的长期设备——研究人员正在开发创新解决方案，以确保月球车等工具能够胜任这项任务。

现有的月球车隔热系统通常使用昂贵的加热器或连接到环路热管 (LHP) 的低效率被动阀门来调节温度。为了解决这个问题，名古屋大学的一个工程团队最近与日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 合作设计了一种中间地带热开关装置，可以在冷却和加热月球车的机载电子设备之间来回切换。他们的原型详细介绍在《应用热工程》杂志上，它将 LHP 与电流体动力 (EHD) 泵相结合，创造了一种非常高效、低功耗的设备，既是冰箱，又是笔记本电脑冷却系统。

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论文合著者兼首席研究员西河原正人 (Masahito Nishikawara) 在本月初的附带声明中称，这种热开关技术“对于长期月球探索至关重要”。

“白天，月球车处于活动状态，电子设备会产生热量。由于太空中没有空气，电子设备产生的热量必须主动冷却和消散，”西川原说。“另一方面，在极冷的夜晚，电子设备必须与外界环境隔离，以免温度过低。”

为了解决这些障碍，该团队的新型热控制装置首先依靠 LHP 内部的相移制冷剂，以应对炎热的月日。当液体蒸发时，伴随的热量通过探测车的散热器释放出来——在制冷剂冷却并凝结成液体后，这个过程会重复进行。在月夜，EHD 泵启动，通过流体产生电流。这会产生一个磁场，施加足够的压力来阻止 LHP 中制冷剂的移动。这样一来，探测车的电子设备就可以完全免受零下温度的影响，同时只消耗少量能量。

“这种突破性的方法不仅确保了探测器在极端温度下的生存，而且还最大限度地减少了能源消耗，这在资源受限的月球环境中是一个关键考虑因素，”西川原解释道。“它为未来月球任务的潜在整合奠定了基础，有助于实现持续的月球探索努力。”

新系统可能不会只限于月球车。未来，类似的热开关装置可能会应用于大型运输车辆和航天器，为宇航员（而不仅仅是机器）提供关键保护。